某水电站发电机定子线圈绝缘击穿全过程分析

某水电站发电机定子线圈绝缘击穿全过

程分析

摘要：本文着重阐述发电机定子线圈绝缘降低事件发生的原因，故障点定位，现场事故处置措施等内容，详细分析了导致发电机定子线圈绝缘损坏的内、外因素，提出预防措施，杜绝此类发电一次设备严重事故发生。对水力发电行业设备运行，事故分析，故障处理具有借签意义，为水电站发电安全生产、检修、试验提供了可靠的技术保证。

关键词：定子线圈；绝缘击穿；发电机；磨损

1 引言

某水电站发电机型号为SF25-32/7000，出厂日期为2009年3月，于2009年9月投入运行，投产时发现定子42号线圈耐压不合格，经制造厂家人员进行更换与修复后，各项试验正常。2023年1月运行最高有功出力26.7MW，定子线圈共312根，线圈为圈式线圈，发电机测温电阻共24组，目前正常运行测温电阻18组，温度均在正常范围内，机组未受过内、外部电气事故冲击。

该水电站发电机定子线圈常规耐压试验中，发生定子线圈一点永久接地，定子线棒卡槽处绝缘击穿损坏。经探讨研究，决定对发电机进行故障排除性B级检修。

2故障成因

该发电机C级检修时，试验人员根据运行规程要求，对发电机定子进行耐压试验，机组额定电压10.5kV，试验电压21kV。试验前，绝缘摇表检测定子线圈绝缘合格，进行交流耐压过程中，试验电压升至18.5kV时B相定子线圈发生放电击穿，使用5000V兆欧表测量绝缘，绝缘测值降至0。经采用电缆故障测试仪试验，发现定子线圈42#线圈处放电，判断发电机定子直接接地故障。

3现场检查

将发电子转子吊出，制造厂家、检修人员对发电机进行全面检查，发现以下

情况：1、定子线圈内绝缘挡风板接缝处有乳白色油腻4处，打开上挡风板发现，线圈及挡风板有不同程度的磨损。线圈与挡风板之间缺少聚风适形毡，初步判断

为机组在运行时挡风板震动导致线圈的铁芯出槽口部位磨损。2、定子线圈与端

箍环之间存在10mm间隙，安装时缺少聚风适形毡衬垫，导致线圈与上、下端箍

环无接触，造成线圈下沉现象，用手晃动时，7处线圈松动。3、部分线圈与槽楔

之间缺少低阻适形毡。4、线圈未缠绕低阻布。5、线圈与铁芯间缺少低阻垫条。

4发电机定子线圈检查

发电机定子线圈拆卸检查，拆除步骤：1、剔除线圈与线圈连接导线的绝缘层。2、氧气乙炔气割导线连线部位。3、用大头棒上、下撬出定子线圈。

剔除绝缘层后，发现部分线圈绝缘锥头与导线绝缘层结合处部位包扎不够紧固，线圈绝缘绕包层数较少，线圈锥头线芯存在绝缘层碳化痕迹。

拆除线圈，清洗处理后，将线圈与铁芯接触部位包裹锡箔纸，对线圈逐个进

行交流耐压试验，试验电压为20kV，试验结果合格。

5发电机定子线圈绝缘击穿原因分析

1、线圈与上、下端箍环之间缺少聚风适形毡衬垫，间隙较大，固定不牢靠，导致线圈松动。上挡风板与线圈之间未安装聚风适形毡，机组转动时，挡风板震动，导致线圈主绝缘磨损变薄，线圈绝缘击穿。

2、部分线圈与槽楔之间缺少低阻适形毡，线圈上未缠绕低阻布，线圈与铁

芯之间缺少低阻垫条，线圈松动，机组运行中在交变电磁力的作用下线圈与挡风板、线圈与线圈之间晃动摩擦，主绝缘摩擦变薄。此情况为机组长期运行逐渐形成。

6发电机定子线圈绝缘击穿处置措施

拆卸全部线圈（共312个），将所有线圈从槽内取出。拆出全部线圈并依据

图纸在现场重新下线施工，同时对全部测温线圈进行更换并进行有效固定，对拆

出所有线圈进行试验检查，对存在问题线圈进行全部更换处理。

7发电机定子线圈绝缘击穿缺陷处理过程分析

结合故障原因、现场情况、设备损坏程度及图纸、技术文件资料，制定以下

修复方案。

7.1拆卸

拆除转子、上机架及相关部件后，检查下层线棒击穿点或放电点，确定线圈

位置，对过桥线、铜环引线接头进行拆解。剔除绝缘、蝴蝶结、与端箍绑扎固定

的涤玻绳、槽楔等，保留槽楔、间隔垫块，进行清理后留作备件。线圈与线圈之

间连接线、线圈与铜环引线需将焊点熔开后拆卸，期间禁止直接切割，注意保护

好线圈，防止对线圈造成二次破坏。

进行线圈清理，清除表面油污、杂质，接头焊瘤打磨干净至露出金属光泽，

观察是否存在绝缘损坏情况，将线圈分类摆放在固定位置，并采取防水、防潮、

防尘措施。

进行损坏部位定子铁芯槽清理，查看是否有异物引起的击穿缺陷。最终将整

个定子及定子铁芯槽清理干净。

7.2定子线圈回装

铁芯吹净后，重喷低电阻半导体漆。嵌线分布线槽，标记安装测温线圈槽位。测温线圈焊接后，检测电阻符合要求并在接线盒甩头处标记，将所有屏蔽线用线

卡固定至机座环板。

嵌线工序：1确定下线方向（左形线或右形线）及槽的分布位置。2起把，

起把线圈不少于8个节距。3合拢。4起把线圈下端支撑。5槽底、层间、楔下垫条。6测温线圈槽位电阻值复测。7线圈与槽壁间隙检查。8下线过程中耐压试验。

9槽楔压紧度检查。10上、中、下绦纶毡及半导体玻璃布板，低电阻玻璃丝带长

度检查。11线圈下层边端部与端箍绑扎。

依据定子装配及定子线圈接线图技术要求整理搭接线头，银焊连接。焊头时，按先组再极间最后引出线的步骤进行。接头处完全冷却后，进行绝缘包扎。每层

极间连接线之间用环氧玻璃布板塞紧，用涤玻绳绑扎。槽口垫块，线圈斜边蝴蝶

结及上、下槽楔端头绑扎。

测温线圈出线盒安装，接头焊接、标记，出线板连接。按JB/T6204-92耐压

试验规范进行直流和交流耐压试验。总体耐压试验通过后，按图纸规定进行喷漆。

8发电机定子线圈绝缘击穿防范措施

本次缺陷处理发现,发电机部分定子线圈绝缘磨损严重,线圈与槽壁之间存有

间隙,线圈存在松动情况，经专家组鉴定属重大设备缺陷。发电机定子线圈需全

部拆除检查修复处理。根据目前情况,本次着重加强以下防范措施:

(1)严控设备质量与检验关。对安装、检修的发电机,必需按照电力设备安装

调试检验标准规程和电力设备预防性试验规程的规定进行全面、细致的调试和试验,及时发现问题,及时处理。加强设备安装质量验收,开展安装方案及安装工艺

的旁站监督验收工作，利用各级质检验收审核机制,充分调动各级质检验收员的

责任,防止因安装、检修导致遗留设备事故隐患。

(2)加强设备检查与维护,提高运行设备安全可靠性。发电机运行期间要定期

测量测温元件温度，观察铁芯、线圈温度的曲线变化。

(3)大修期间需对发电机转子、定子进行全面细致的清理工作，清理完成后

喷涂绝缘漆。

（4）各级质检人员层层压实质量标准,切实履行岗位职责。检修工作现场全

过程监督、指导,严格审查检修工艺，确保检修质量，杜绝设备产生事故隐患。

6结语